聚苯胺在社会发展中的应用

聚苯胺在社会发展中的应用
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1.聚苯胺的化学合成
聚苯胺的合成可采用化学和电化学合成，随着聚合方法、溶液组成及反应条件的改变，聚合得到的聚苯胺在组成结构和性能上均有很大的差异。

在制作电解电容器的过程中，选择化学法或电化学法，因基层的不同而异。

对于聚苯胺在电容器阳极上的合成，化学法需要氧化剂，但反应可以在室温下进行，反应更易做到；电化学法不需要氧化剂，聚合反应在电极上进行，但电化学聚合使得包覆物不一定均匀。

如果基层薄膜的电阻高于1.5Ω/cm2，就不能选用电化学法，只能选择化学氧化法；如果基层薄膜电阻低于1.5Ω/cm2，化学法和电化学法均可选用。

1、氧化聚合
化学氧化法合成聚苯胺是在适当的条件下用氧化剂使苯胺发生氧化聚合。

这是在制作电容器时应用比较广泛的一种方法。

苯胺的化学氧化聚合通常是在苯胺/氧化剂/酸/水体系中进行的。

大致的方法是在玻璃容器中将苯胺和酸按一定的比例混合均匀后，用冰水浴将体系温度降低至0℃～25℃，在搅拌下滴加氧化剂，3分钟内滴加完毕。

体系颜色由浅变深，继续搅拌90分钟，然后过滤，洗涤至滤液无色，得到墨绿色的聚苯胺粉末。

2、乳液聚合
大致方法是在反应器中加入苯胺与DBSA，混合均匀，依次加入水、二甲苯，充分搅拌，得到透明乳液，然后向乳液中滴加过硫酸铵水溶液，2分钟内滴加完毕，体系的颜色很快变深，体系温度保持在0℃～20℃,继续搅拌60分钟，然后加丙酮破乳，过滤，依次加水，DBSA洗涤至滤液无色，在40℃下真空干燥后得到DBSA掺杂的聚苯胺粉末。

3、聚苯胺的电化学聚合
方法大致是苯胺在锌粒存在下蒸馏提纯后使用，用恒电位仪通过HP34970数据采集器及附带软件PC机联机采集数据。

电解池为三隔室电解池，工作电极为环氧树脂涂封的圆柱形Pt棒，用其平面为工作面，辅助电极为铂片电极，参考电极为饱和甘汞电极(SCE)。

实验前，工作电极用金相砂纸打磨光滑，经去离子水清净后使用。

苯胺和硫酸溶液作为电解液，恒电位(约0.82V.vs.SCE)电解聚合，
再经洗涤、真空干燥即可。

可溶性聚苯胺的合成主要有四种：其一是采用功能质子酸掺杂制备可溶性的导电聚苯胺；其二是制备聚苯胺的复合物；其三是制备聚苯胺的胶体微粒；其四是制备可溶性的导电聚苯胺烷基衍生物。

2.聚苯胺的特性
组成：聚苯胺及有机质子酸
用途：防腐蚀，防静电，用于船泊，电子，化工，纺织等领域
外观颜色：深绿色或者浅绿色粉末
导电率：10.6—100（s/cm）
粒径：平均粒径20nm
纯度：98.0wt%以上
分散性：在二甲苯，丁醇溶剂中可分散，浓度超过10 wt%
可加工温度：低于150℃
掺杂率：大于30%（摩尔比）
气味：无味
分解温度：在空气中超过120度
吸水性：在空气中可吸3-5%的水份
贮存：密封可贮存两年
化学反应活性：有较高的氧化还原性，可以与碱，氧化剂，还原剂反应，失去导电性。

3.聚苯胺在生活中的用处以及如何推进物质文明
1、用作防腐蚀涂料
相对于漆油和锌，在遏止金属生锈和腐蚀方面，聚苯胺的功能不是用作屏障，而是充当催化剂，以干扰金属氧化成锈这个化学反应。

聚苯胺先从金属吸取电子，然后将之传到氧气中。

这两个步骤会形成一层纯氧化物以阻止锈蚀。

2、用作抗静电和电磁屏蔽材料
由于它具有良好的导电性，且与其它高聚物的亲合性优于碳黑或金属粉，可以作为添加剂与塑料、橡胶、纤维结合，制备出抗静电材料及电磁屏蔽材料(如用于手机外壳以及微波炉外层防辐射涂料、和军用隐形材料等)。

3、用作二次电池的电极材料
高纯度纳米聚苯胺具有良好的氧化还原可逆性，可以作为二次电池的电极材料。

4、用作选择电极
纳米聚苯胺对于某些离子和气体具有选择性识别和透过率，因此可作为离子或气体选择电极。

5、用作特殊分离膜
纳米聚苯胺因其具有良好的氧化还原可逆性也可制成特殊分离膜等。

6、用作高温材料
导电聚苯胺纳米材料经测试其热失重温度大于200℃，远远大于其他塑料制品，所以还可以制备成高温材料。

7、用作太阳能材料
纳米聚苯胺具有良好的导热性，其导热系数是其他材料的2—3倍，所以可作为现有太阳能材料的替代产品。

根据以上聚苯胺在生活上的用处，我们可以看到：聚苯胺在众多领域均有用途，无论是在生活中还是军事方面都有很大的推动作用，如，利用聚苯胺的电致变色特性，可以用它来做智能窗和各种电致变色薄膜器件，在军事伪装方面有着较大的应用前景；利用聚苯胺吸收微波的特性，法国已研制出了隐形潜艇。

它提高了化学材料在某些方面的性能，这有利于推动信息社会的发展。

参考文献
[1]《大学化学》2008年06期郭琳《研究式实验设计——聚苯胺的制备与性质研究》
[2]黄惠、郭忠诚《导电聚苯胺的制备及应用》
[3]童忠良《纳米功能涂料》
[4]徐勤福、杜仕国《防腐涂料配方精选》
[5]吕升华、王飞、周志威《聚苯胺导电聚合物应用新进展》。